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页岩气地震勘探技术:岩石物理方法

时间:2023-08-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:地震岩石物理技术是研究岩石物理性质与地震响应之间的关系。作为连接岩石物理参数、流体性质参数与地震弹性参数的桥梁,地震岩石物理技术为地震勘探技术方法的改进和发展及地震数据的定量解释提供了坚实的基础,大大降低了地震解释的多解性。地震岩石物理建模和正演技术的结合可用于对页岩气储层的预测。

页岩气地震勘探技术:岩石物理方法

地震岩石物理技术是研究岩石物理性质与地震响应之间的关系。其旨在通过研究不同温度、压力条件下岩性、孔隙度、孔隙流体等对岩石弹性性质的影响,分析地震波传播规律,建立各岩性参数、物性参数与地震速度、密度等弹性参数之间的关系,从而为储层预测与流体检验提供基础,为地震勘探提供评估依据。作为连接岩石物理参数、流体性质参数与地震弹性参数的桥梁,地震岩石物理技术为地震勘探技术方法的改进和发展及地震数据的定量解释提供了坚实的基础,大大降低了地震解释的多解性。

页岩油气储层基本物性特征包括以下几点:

(1)矿物颗粒:以细粒黏土和泥质为主,石英碳酸盐岩矿物颗粒悬浮于黏土基质之中。

(2)孔隙空间:孔隙形态复杂,分布形式多样,包括基质孔隙、微裂缝、有机质固有孔隙等。

(3)有机质固有孔隙:干酪根成熟过程中产生大量孔隙,形成干酪根、油、气、水混合物,是页岩气主要赋存空间之一。由于干酪根密度约为矿物平均密度的1/2,所以干酪根体积分数约为其质量分数的2倍,再加上干酪根内的固有孔隙,其所占体积分数可能超过预期,并影响页岩弹性性质。

(4)页岩气存在形态:主要包括游离气和吸附气。游离气主要赋存于基质孔隙和有机质孔隙中,吸附气吸附于有机质颗粒上。

(5)页岩各向异性:主要源于黏土矿物颗粒沉积、成岩过程中的水平定向排列的程度。干酪根的分布形式也可能产生各向异性。干酪根的分布与TOC含量有关,可能为离散分布,也可能为薄透镜状、水平层状分布。

储层物性参数的研究中,黏土矿物、脆性矿物含量体积分数和TOC含量等可用于描述页岩复杂的矿物组分;总有效孔隙度、空隙纵横比,以及由它们定义的裂缝密度可以初步估计页岩孔隙度和空隙形态;对于多孔隙模型,基质孔隙度、裂缝孔隙度和干酪根孔隙度等参数可用于描述不同的沉积、成岩地质条件下黏土矿物、有机质的分布形态。

页岩地震岩石物理技术的核心在于分析微观孔隙、矿物组分和有机质等参数对地球物理响应的影响,这种响应可以是纵横波速度、纵横波波阻抗、纵横波速度比以及各向异性强度等宏观特征。通过分析宏观响应特征的变化,可以帮助选择最优的地震属性,通过地震反演等方法提取这些属性的空间分布,希望能够达到直接预测页岩气储层特征的目的。Zhu等(2011年)总结了利用岩石物理建模与地震正演模拟对页岩气储层进行预测和识别的研究思路。(www.xing528.com)

(1)从地质模型中提取相关的岩石物理模型;

(2)通过岩石物理建模获取地震正演所需要的弹性参数;

(3)通过正演模拟得到地震响应,从而赋予地震反射同相轴更多的物理意义和地质意义;

(4)利用正演模拟得到的地震波场进行波阻抗反演和岩性反演,得到反映储层特征的参数,再根据第二步分析优选出最佳属性,进而进行储层相关性质的预测和评价;

(5)将地震预测的结果与实际地质模型对比,分析和评价地震属性预测页岩气储层特征的可行性和误差,为实际地震资料的应用提供依据。

图1—3给出了岩石物理建模、地震正演和地震反演相结合的研究思路。地震岩石物理建模和正演技术的结合可用于对页岩气储层的预测。

图1—3 地震岩石物理建模和正演、反演模拟技术结合示意图

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